Обзор электрических отопительных приборов

Помните роскошные мартовские сосульки на картине Юона? Днем пригревает солнышко, а ночью морозец берет свое. Неуютно в доме, промозгло. Хорошо, коли запаса дров хватило до весны. Некрасовские времена, однако, безвозвратно канули в лету, и на смену дровам пришли более современные способы отопления жилища.

Электрические сети позволяют с минимальными потерями транспортировать экологически чистый вид энергии на любые расстояния. В большинстве развитых стран электроэнергия стоит дешевле, нежели природное топливо, сжигаемое в сельских и городских котельных. Это особенно актуально для регионов, доставка в которые угля, нефти и газа требует значительных материальных затрат. К тому же, сжигание органического топлива с целью получения электроэнергии вдали от мегаполисов с высокой плотностью населения, пожалуй, является на сегодняшний день единственным условием обеспечения относительной экологической чистоты.

Бытовые электроотопительные приборы просты и безопасны в эксплуатации, компактны и гигиеничны, совместимы с системами автоматического управления микроклиматом помещения. Они не сжигают кислород в воздухе и не выделяют продукты сгорания.

В России, где электроэнергия, получаемая на многочисленных электростанциях, была и пока остается самым дешевым после газа видом топлива, системы электрического отопления не получили, однако, широкого распространения. Этот вид отопления нашел применение в районах с дорогим привозным топливом, на юге страны, в курортных зонах и местах, расположенных рядом с гидроэлектростанциями. В городах, где исторически сооружались системы водяного отопления, электрические отопительные приборы в домах использовались лишь для частичного отопления. Значительно реже там, где позволяла мощность трансформаторной подстанции, электрическое отопление целенаправленно делалось основным.

Реконструкция и создание новых электрических сетей для сооружения систем электрического отопления и в индивидуальных, и в многоквартирных домах требует значительно меньше средств, чем ремонт, реконструкция и строительство новых систем водяного отопления, работающих от котельных, где сжигается твердое или жидкое топливо. С изменением геополитической обстановки, когда ряд традиционных источников снабжения топливом оказался за пределами России, а также с учетом опыта "рельсовой войны" шахтеров, актуальность использования электроэнергии для отопления в центральных регионах возрастает как никогда.

Специалист в области электроотопительных приборов В. С. Горбачев произвел сравнительный экономический анализ водяного и прямого электрического отопления на примере небольших дачных домов с отапливаемой площадью 50 и 100 м² и с типовой для центральной России теплоизоляцией. Из приводимой таблицы следует, что стоимость установленного "под ключ" электроотопительного оборудования как минимум втрое ниже. А если учесть текущие и эксплуатационные затраты (расходы на топливо) и низкий КПД традиционного водяного отопления, то преимущества прямого электрического отопления становятся бесспорными.

Чтобы выбрать вид отопления, следует учесть площадь дома и в какое время года он будет отапливаться, а также выяснить, достаточную ли мощность имеет местная трансформаторная подстанция для подключения вашей электроустановки. Отопительные приборы будут различными в зависимости от того, живете ли вы в доме круглый год или используете его как дачу, в период с весны по осень. Но наиболее важное условие - состояние теплоизоляции дома. Даже самая совершенная система не натопит жилище, если теплоизоляция несовершенна или находится в аварийном состоянии. Будем считать, что в вашем доме теплоизоляция соответствует Изменениям N 3, введенным в СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" с 1.01.1996 г., которые предусматривают повышение термического сопротивления ограждающих конструкций в 1,7 раза, а с 2000 года - в 3,5 раза. Иными словами, правила регламентируют использование высокоэффективных теплоизоляционных материалов, преимущественно волокнистых и пенопластов.

По виду теплопередачи отопительные электроприборы делятся на конвекционные, излучающие и комбинированные, по способу передачи тепла - на непосредственно преобразующие электроэнергию в тепло и аккумуляционные.

В конвекционных приборах холодный воздух естественным либо принудительным путем поднимается вверх, проходит через нагревательный элемент и посредством циркуляции в помещении передает полученное тепло находящимся в нем предметам и людям. Разница температур между полом и потолком в конвекторах с вертикальным выходом теплого воздуха составляет 9°С, в конвекторах с фронтальным выходом - 4°С.

Наибольшее распространение в нашей стране получили электроконвекторы. Отечественная промышленность выпускает десятки видов таких приборов, в которых нагревательным элементом являются нихромовые спирали или ТЭНы. В электротепловентиляторах функция вентилятора совмещена с нагревом воздуха принудительной конвекцией. В отечественных изделиях стоят аналогичные электроконвекторам нагревательные элементы. Управление работой конвекционных приборов происходит с помощью электромеханических или электронных регуляторов температуры (термостатов) и термоограничителей.

Работа электрических излучающих панелей основана на принципе инфракрасного длинноволнового теплового излучения, аналогичного энергии Солнца. Они нагревают находящиеся в помещении предметы, равномерно излучая тепло. Излучающие панели могут быть установлены как на стенах, так и на потолке.

Отопительные приборы комбинированного типа - это маслонаполненные электрорадиаторы с тепловой отдачей за счет конвекции масла и излучения от нагретой поверхности корпуса. Нагреватель в нижней части радиатора нагревает масло, которое всплывает наверх, а по стенкам вниз стекает холодное масло, уже отдавшее свое тепло. Переносные маслонаполненные электрорадиаторы, как средства вспомогательного обогрева жилищ и офисов, получили в России распространение в силу их невысокой стоимости и длительного срока службы (не менее 3000 часов). В большинстве этих устройств автоматическая регулировка осуществляется с помощью не очень точных электромеханических терморегуляторов, в результате чего разброс температур достигает 7°С, а это влечет за собой потери энергии до 15-17% по сравнению с конвекторами, оснащенными прецизионными электронными регуляторами температуры.

Российская промышленность освоила выпуск всех типов электрообогревающих устройств. Можно привести в пример конвекторы производства АО "Делсот" (Миасс) и Нелидовского завода "Пластмасс", излучающие панели ООО "Экситон НЭП" (Хотьково Московской обл.).

В области создания стационарных систем электрического отопления, применимого в коттедже, показательны достижения французской и норвежской промышленности. Производимые французами и норвежцами экологически безопасные стационарные и переносные отопительные приборы практически не требуют никакого технического обслуживания и освобождают пользователя от ограничений, свойственных традиционным типам отопления.

Разнообразие моделей позволяет легко выбрать нужный аппарат для любого типа жилья. Стилистически нейтральные и эстетичные, они легко адаптируются к любому интерьеру и позволяют значительно экономить полезную площадь. Все электроаппараты имеют двойную защиту токоведущих частей. Точные и надежные в работе терморегуляторы с электромеханическим или электронным управлением, возможность дистанционного (по управляющему проводу и по радио) управления системой с помощью контроллера (программируемого устройства управления стационарными электрообогревающими приборами) делают эти электроотопительные приборы источником идеального комфорта и здорового образа жизни в незагрязненной окружающей среде.

Стационарные конвекторы французских фирм AIRELEC и ATLANTIC снабжены трубчатыми электронагревателями с алюминиевыми пластинами, увеличивающими площадь соприкосновения с нагреваемым воздухом и защищенными снаружи цельнометаллической панелью. Их мощность составляет от 500 до 3000 Вт. Управление осуществляется посредством электромеханического или электронного регулятора температуры, имеется термоограничитель с автоматическим повторным включением. Программирование работы производится как через управляющий провод, так и по радио. Возможны различные варианты программирования: комфортный режим, ночной режим, режим подогрева помещения при отсутствии в нем людей (температура опускается до 7°С), режим работы заданное время под управлением контроллера.

Интересны конвекторы-теплонакопители серии THS фирмы ATLANTIC, в которых конвективный принцип сочетается с аккумуляцией тепла. Аккумулятором являются камни из магнетита, удерживающие тепло в течение 6 часов с момента прекращения зарядки. Такие приборы особенно удобны в жилищах, где установлены двухтарифные счетчики электроэнергии. Зарядка производится ночью по льготному тарифу, днем же конвектор равномерно отдает тепло, не потребляя электроэнергию. Мощность конвекторов-теплонакопителей от 850 до 1100 Вт.

К обогревателям нового поколения можно по праву отнести электрические конвекторы фирмы SIEMENS. Оборудованные электронными терморегуляторами, они чувствительны к колебаниям температуры в 0,1°С. Каждый градус погрешности обходится в 5% от общей стоимости электроэнергии, потребляемой обогревателем, вот почему конвекторы SIEMENS очень экономичны. Они также могут быть дополнительно укомплектованы программируемыми контроллерами, с помощью которых конвекторы подключаются к автоматической системе учета и контроля энергосбережения в доме.

Настенные конвекторы норвежской фирмы NOBO ELECTRO AS ("Нубе") спроектированы для обогрева жилья любого класса. Управляющее программируемое 12-канальное устройство "Нубе Орион 512" может не только обеспечивать режимы работы электрообогревательных приборов, но и включать/выключать свет в комнате и на улице, управлять работой бытовых электроприборов и пр., посылая сигналы по проводам электросети. Сигналы принимаются управляемыми приборами через специальный "штепсель-приемник".

Излучающие потолочные панели Ecosan чешской фирмы FENIX предназначены для отопления жилых помещений любого класса и объема. Низкотемпературные панели мощностью до 750 Вт могут быть установлены на невысоких потолках, их излучающая поверхность имеет температуру от 80 до 100°С. Высокотемпературные панели мощностью 1800, 2400 и 3500 Вт с температурой излучающей поверхности около 300°С монтируются на потолках высотой 3 м и выше. Установленные на потолке излучающие панели обеспечивают экономию 20-25% электроэнергии и комфортные условия за счет более равномерного распределения температуры по высоте, с их помощью возможно создание локальных зон повышенного теплового комфорта.

Интересная переносная излучающая панель мощностью 820 Вт (модель HSE-90HR) выпускается корейской фирмой DAEWOO. Нагревательным элементом в ней служат галогеновые лампы. Электроприбор укреплен на штативе, приводимом в движение электромотором. Медленно поворачиваясь, источник тепла успевает за один отрезок времени прогреть в помещении значительно более обширную зону, нежели обогреватель, установленный в одной позиции.

Передвижные маслонаполненные электрорадиаторы по экономичности уступают конвекторам. Качественные и сравнительно недорогие радиаторы мощностью от 1000 до 2500 Вт производят американские фирмы HONEYWELL и DURACRAFT, дающие этим изделиям пятилетнюю гарантию. Маслонаполненные электрорадиаторы рассчитаны на обогрев помещений объемом от 20 до 60 м³. Они состоят из 5-11 секций, снабжены электронным термореле, ступенчатым переключателем мощности, термоограничителем и защищены от замерзания. Некоторые модели оборудованы радиальным турбовентилятором.

Широко представлена в России продукция итальянских фирм DELONGHI, GENERAL, LAMINOX, маслонаполненные радиаторы которых почти 30 моделей можно приобрести по умеренным ценам практически в любом магазине электробытовых приборов. Спросом пользуются радиаторы серии Dragon мощностью 1,5 и 2 кВт, обладающие оптимальным соотношением цена/качество. Следует знать, однако, что в отличие от стационарных приборов, маслонаполненные электрорадиаторы нельзя оставлять включенными на длительный срок без присмотра.

Без сертификата эксплуатация нестандартных электроустановок в жилье любого типа категорически запрещена.

Полагаем, картина разнообразия и неограниченных возможностей отопительных электрических приборов получилась впечатляющая. Не исключено, что у читателя возникла иллюзия простоты решения проблемы. Пошел, мол, в магазин, показал статью продавцу и купил все, что необходимо. Не обольщайтесь, господа, без инженера-теплотехника и специалиста по системам электроотопления вам поставленную задачу не решить. Типового решения проблемы в системах отопления не существует, а потому в каждом конкретном случае специалисты примут индивидуальное решение: использовать конвекционный либо радиационный способы электроотопления, делать его полным или частичным, комбинировать ли систему с электроподогревом полов, установить отечественные либо импортные электроаппараты и пр. За консультациями и с целью приобретения качественных электроотопительного оборудования можно обратиться в московскую фирму "Викс-1" - официальному дилеру чешской компании FENIX, представляющей на российском рынке преимущественно французские интересы, в совместное российско-французское предприятие "Сонинфо".

Всем известно, что нестандартные электроустановки в жилье любого типа с 1995 г. обязательно должны быть сертифицированы. Без сертификата их эксплуатация запрещена. Стало быть, выполнение всех работ "под ключ" проще и надежнее поручить профессионалам, имеющим лицензию, обладающим опытом проектирования систем электроотопления и ведения электромонтажных работ. Лишь в этом случае вы, удобно устроившись в уютном и теплом кабинете, сможете безмятежно наблюдать, как лютая стужа чертит на оконном стекле затейливые узоры.

Капитальные затраты (примерные)

Вентилятор против... холода

С чем обычно ассоциируется вид или звук работающего вентилятора? Конечно же, с желанной прохладой, которую он несет в дом знойным летом, со свежим воздухом, которым вентилятор наполняет душное помещение. Между тем, область применения этого устройства в теплотехнике столь же обширна, как и в вентиляции.

Если мощный вентилятор способен посылать в нужном направлении массы холодного воздуха, то почему бы ему не управлять потоком воздуха, подогретого до нужной температуры? Эта инженерная идея воплощена в жизнь уже без малого столетие назад, однако массовое использование вентилятора в сочетании с электронагревательными приборами для отопления дома началось лишь в послевоенные годы. В технике различные модификации приборов данного типа получили название электрокалориферов.

По "скорости" нагрева помещения и находящихся в нем предметов до требуемой температуры электрокалориферам альтернативы нет. Тогда почему же не они, а излучающие панели и конвекторы заняли лидирующее место в системах электрообогрева жилища? Чтобы оптимально использовать требуемый тип электрообогревающего устройства, есть смысл разобраться в этом вопросе.

Дело в том, что при отоплении жилища важно не только сэкономить энергию, но и обеспечить максимальный комфорт для людей. Несоблюдение этого условия может привести к ухудшению их самочувствия, а здоровье, сами понимаете, стоит много дороже, чем киловатт/часы.

Одним из критериев комфортности и качества отопления является температурный градиент (°С/м) - показатель приращения температуры в помещении на единицу высоты, который меняется в зависимости от системы отопления и сезона. Чем он ниже, тем это полезнее для находящихся в доме людей. В комнатах с высокими потолками разница температур между зоной обитания и потолком может составлять до 15°С. Так вот, наименьшим температурным градиентом характеризуются излучающие панели, а за ними следуют конвекторы.

Другим критерием комфортности и качества отопления является характер циркуляции воздуха в помещении. Если при конвекторном отоплении она происходит естественным путем, вследствие действия термических сил, то количество увлекаемых потоком воздуха частиц пыли является минимальным. При отоплении с помощью излучающих панелей движения воздуха практически не происходит, и пыль остается на месте. Каждый знает, насколько это важно для астматика или ребенка, подверженного респираторным заболеваниям.

К сожалению, электрокалориферы в наименьшей степени отвечают двум вышеназванным критериям комфортности и качества отопления. Температура воздуха на выходе у мощных электрокалориферов достигает 100°С. Температурный градиент этих приборов составляет 2,5°С/м, тогда как у конвекторов он равен 1,7, а у излучающих панелей - 0,3°С/м. Высокая разница температур между полом и потолком, возникающая при использовании электрокалорифера в качестве основного обогревательного устройства, ведет к возникновению сквозняков в области пола, струя же нагретого воздуха увлекает за собой тучи пыли, особенно если в комнатах долгое время не проводилась уборка. Для выравнивания разницы температур в помещении используются опять же вентиляторы, которые устанавливаются на потолке. С их помощью теплый воздух направляется из-под потолка вниз, обеспечивая равномерное распределение тепла. В высоких помещениях использование потолочных вентиляторов в сочетании с электрокалориферами позволяет снизить затраты на обогрев на 15-30%.

Наконец, электромотор калорифера и приводимый в движение воздух создают шум, измеряемый 35-55 дБ, что можно сравнить со звуками автомобильного двигателя, работающего во дворе дома.

Пожалуйста, не спешите с выводом, что электрокалориферам в жилище места быть не должно. В каждом доме есть помещения с избыточной влажностью, например, подвал или ванная комната, в которых конвекторы и излучающие панели будут менее эффективны, нежели тепловентиляторы. Эти устройства незаменимы, если требуется быстро просушить помещение. Существуют электрокалориферы небольшой мощности, предназначенные для зонального и точечного обогрева - например, рабочего места за письменным столом или даже ног под столом. Сушилка для рук в санузле - это также электрокалорифер. Большую турбулентность воздуха эти приборы не создают, а вот реальная эффективность их использования вполне ощутима.

Приезжая осенью в нетопленый загородный дом, до того, как он прогреется до требуемой температуры с помощью стационарной системы отопления, вы имеете возможность оперативно нагреть воздух в комнате и просушить ее, используя "тепловую пушку" - тепловентилятор, который легко транспортируется в багажнике автомобиля. В условиях же строительства и реконструкции здания, когда система отопления еще не смонтирована или отключена, электрокалориферы являются чуть ли не единственной системой обогрева и сушки оштукатуренных и окрашенных поверхностей.

А о подсобных и технических помещениях вы забыли? Постоянное отопление гаража является неоправданной роскошью, но и работать в промозглом помещении - удовольствие сомнительное. Нагреть гараж или создать зону комфорта вокруг работающего человека возможно с помощью той же "тепловой пушки". Создавая избыточное давление воздуха, тепловентилятор, к тому же, удаляет из гаража выхлопные газы автомобильного двигателя.

Существует еще одна задача, которая успешно решается с помощью электрокалориферов. Открывая наружную дверь дома в холодное время года, мы теряем большое количество тепла, которое просто уходит на улицу. В общественных зданиях и магазинах уже давно получили распространение воздушные завесы, работающие по принципу разделения двух сред. Поток теплого воздуха, идущий сверху или сбоку в плоскости двери, создает препятствие для утечки тепла на улицу и проникновения холодного воздуха во внутренние помещения. Таким образом затраты на отопление прихожей или вестибюля снижаются на 15-20%. В энергозащищенных домах, как частных, так и многоквартирных, такая завеса сегодня излишеством не считается и со временем оправдывает затраты на установку. Современная воздушная завеса управляется автоматически и переходит в экономичный режим, когда дверь закрыта. В условиях суровых российских зим и роста стоимости энергоносителей такая завеса призвана стать неотъемлемым атрибутом любого здания.

Немаловажно и то обстоятельство, что электрокалориферы дешевле конвекторов и излучающих панелей. На российском рынке можно найти десятки разновидностей электрокалориферов отечественного и импортного производства. Разработчиком и производителем более 40 модификаций передвижных и стационарных электротепловентиляторов и воздушных завес типа КЭ является ЗАО НТЦ КТ "АЭЛИМП" (Москва). Производимые фирмой тепловентиляторы и воздушные завесы снабжены встроенными и выносными пультами управления и термостатом для установки требуемой температуры в диапазоне от 0 до 30°С.

Приборы имеют три уровня защиты и предназначены для работы в автоматическом режиме. По требованию покупателя, они могут быть укомплектованы контроллерами для подключения к автоматизированным системам управления. Мощность тепловентиляторов - от 3 до 30 кВт, тепловых завес - от 3 до 90 кВт.

Тепловентиляторы мощностью 3, 4,5, 6 кВт и воздушные завесы 7,5 и 12 кВт оснащены малошумными двигателями и могут применяться для бытовых целей. По заключению специалистов, отечественные устройства при несколько большем весе обладают рядом технических преимуществ перед аналогичными изделиями таких зарубежных фирм, как DELONGHI (Италия), PHILIPS и DURACRAFT (Германия), FRICO (Швеция). К примеру, большим температурным диапазоном и производительностью, более высокой скоростью воздушного потока на выходе и пр.

Стационарные и передвижные тепловентиляторы, предназначенные для быстрого нагрева воздуха в помещениях ("тепловые пушки") мощностью от 3 до 30 кВт, а также воздушные завесы мощностью от 2 до 56 кВт для защиты дверных проемов любого размера выпускает шведская фирма FRICO.

Переносной тепловентилятор серии 2000 мощностью 6-15 кВт имеет встроенное автоматическое управление. Низкий уровень шума двигателя, возможность ступенчатой регулировки мощности и скорости воздушного потока делают тепловентиляторы серии 2000 идеальными для всех типов помещений. Мощные, неприхотливые переносные тепловентиляторы модели Т 93 (9 кВт) и Т 153 (15 кВт) предназначены для обогрева и сушки в условиях строительства, в мастерских и пр.

Примером тепловой воздушной завесы для малых проемов является АС-100, выпускаемая в двух вариантах мощностью 2 и 3 кВт. Кроме прямого назначения, она может использоваться в доме также в качестве повышающего комфортность нагревателя, установленного над внутренними дверями, разделяющими комнаты с разными температурами.

Не меньшим разнообразием и столь же высоким качеством отличается продукция норвежской фирмы PIROX, также производящей тепловентиляторы и воздушные завесы. Переносные тепловентиляторы серии Proff мощностью от 2 до 9 кВт, серии Mobil Allround (3-6 кВт) по своим характеристикам и конструкции очень похожи на тепловентиляторы Frico. То же самое можно сказать о воздушных завесах Pirox для малых дверных проемов и тамбурных помещений ScreenMaster LRX (2 и 3 кВт) и ScreenMaster LG (3, 5,6 и 9 кВт).

Воздушные завесы для любых целей производит лидирующая в этой области британская фирма Thermoscreens. С их помощью в любом из помещений можно сохранить тепло зимой и прохладу летом. За работой завес следят программируемые микропроцессорные устройства.

Германская фирма STIEBEL ELTRON производит напольные и настенные тепловентиляторы, достоинством которых, наряду с хорошими эксплуатационными характеристиками, является эргономичный дизайн. Их мощность - 2 кВт, они оборудованы двухступенчатым переключателем мощности, термоограничителем, в летнее время могут использоваться как обычные вентиляторы. Применяются как в ванных комнатах, так и в жилых помещениях.

Аналогичные по техническим характеристикам и дизайну передвижные электротепловентиляторы производят и поставляют на российский рынок фирмы AIRELEC и SUPRA (Франция), HONEYWELL (США), DURACRAFT (Германия), DELONGHI (Италия). Они предназначены для быстрого нагрева жилых и служебных помещений объемом 40-60 м³. Нагревательными элементами являются ступенчатое сопротивление со слабой инерцией или ТЭН в защитной керамической оболочке. Их мощность - 500-2500 Вт. Приборы оборудованы устройствами защитного отключения, термоограничителями, механическими терморегуляторами и ступенчатыми переключателями мощности, таймерами и программируемыми устройствами на 24 часа, отличаются современным и разнообразным дизайном.

В заключение хотелось бы дать несколько рекомендаций. Не полагайтесь только на собственную осведомленность. Любой покупке должна предшествовать консультация со специалистом, а в определенных случаях, с инженером местного органа Госэнергонадзора: ведь возможность увеличения мощности электроустановки существует далеко не всегда, и для решения этой проблемы требуются не только средства, но и профессиональная проектная документация. Приобретайте обогревающие электроприборы в специализированных магазинах и у авторизованных дилеров фирм-поставщиков. Не доверяйте монтаж случайным людям. Помните, что электроустановка, как и автомобиль, юридически определяется как "средство повышенной опасности". Самостоятельно монтируя оборудование с нарушением действующих норм и правил, вы тем самым берете на себя ответственность за последствия в случае поражения человека электротоком, порчи электросети и возникновения пожара.